BRPI0719591B1

BRPI0719591B1 - Method for the production of stable lactide particles and the use of said particles

Info

Publication number: BRPI0719591B1
Application number: BRPI0719591-5A
Authority: BR
Inventors: De Vos Sicco
Original assignee: Purac Biochem B.V.
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2018-07-31
Also published as: BRPI0719152B1; EP2084207B1; ES2429291T3; KR101469574B1; EP2084207A1; KR20090106487A; BRPI0719591A2; BRPI0719152A2; PL2084207T3; EP2097469A1; CA2670934C; RU2454437C2; MX2009005581A; RU2009119292A; PL2097469T3; JP5489720B2; DK2084207T3; MX2009005580A; RU2451695C2; CA2670931A1

Description

(54) Título: MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE PARTÍCULAS ESTÁVEIS DE LACTÍDIO E USO DAS REFERIDAS PARTÍCULAS (51) Int.CI.: C08G 63/00 (30) Prioridade Unionista: 26/07/2007 EP 07 113211.2, 28/11/2006 EP 06 124934.8 (73) Titular(es): PURAC BIOCHEM B.V.(54) Title: METHOD FOR THE PRODUCTION OF STABLE MILK PARTICLES AND USE OF THOSE PARTICLES (51) Int.CI .: C08G 63/00 (30) Unionist Priority: 26/07/2007 EP 07 113211.2, 28/11 / 2006 EP 06 124934.8 (73) Owner (s): PURAC BIOCHEM BV

(72) Inventor(es): SICCO DE VOS (85) Data do Início da Fase Nacional: 22/05/2009(72) Inventor (s): SICCO DE VOS (85) Start date of the National Phase: 22/05/2009

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE PARTÍCULAS ESTÁVEIS DE LACTÍDIO E USO DAS REFERIDAS PARTÍCULAS.Descriptive Report of the Invention Patent for METHOD FOR THE PRODUCTION OF STABLE MILK PARTICLES AND USE OF THE REFERRED PARTICLES.

A presente invenção refere-se a partículas de lactídio, mais espe5 cificamente a partículas de lactídio que são bastante estáveis para serem guardadas e transportadas na temperatura ambiente e que possuem uma qualidade elevada o bastante para serem usadas como material de partida para o ácido poliláctico.The present invention relates to lactide particles, more specifically to lactide particles which are sufficiently stable to be stored and transported at room temperature and which have a high enough quality to be used as a starting material for polylactic acid.

O esgotamento contínuo dos espaços destinados a aterro sanitá10 rio, o esgotamento das reservas de energia de fóssil, em particular do petróleo, a necessidade subsequente de utilização desses produtos e suas relações com a produção de vários gases relacionados com os problemas do efeito estufa, novas formas de recursos renováveis de carbono e os problemas associados com a incineração de resíduos, levaram à necessidade do desenvolvimento de polímeros realmente biodegradáveis para serem utilizados como substitutos para os que não são biodegradáveis ou que são apenas parcialmente biodegradáveis, embalagens, revestimentos de papel e outras aplicações não relacionadas com a indústria médica, feitas de polímeros de origem petroquímica, daqui por diante referidos como aplicações amplas. O uso do ácido láctico e lactídio para a produção de um polímero biodegradável é bem conhecido na indústria médica. Como divulgado por Nieuwenhuis et al., (EU 5.053.485), tais polímeros foram usados para a realização de suturas, braçadeiras, placas ósseas e dispositivos de liberação controle biologicamente ativos, biodegradáveis. Será apreciado que os processos desenvolvi25 dos para a produção de polímeros a serem utilizados na indústria médica possuem técnicas incorporadas que correspondem à necessidade de alta pureza e biocompatibilidade no produto polimérico final.The continuous exhaustion of spaces destined for landfill 10, the depletion of fossil energy reserves, in particular oil, the subsequent need to use these products and their relationship with the production of various gases related to the problems of the greenhouse effect, new forms of renewable carbon resources and the problems associated with waste incineration, have led to the need to develop truly biodegradable polymers to be used as substitutes for those that are not biodegradable or that are only partially biodegradable, packaging, paper coatings and others applications not related to the medical industry, made of polymers of petrochemical origin, hereinafter referred to as broad applications. The use of lactic acid and lactide for the production of a biodegradable polymer is well known in the medical industry. As disclosed by Nieuwenhuis et al., (EU 5,053,485), such polymers were used to perform biologically active, biodegradable sutures, clamps, bone plates and control release devices. It will be appreciated that the processes developed for the production of polymers to be used in the medical industry have incorporated techniques that correspond to the need for high purity and biocompatibility in the final polymeric product.

Além disso, os processos foram projetados para produzir pequenos volumes de produtos com alto valor comercial agregado, com menor ên30 fase no custo de fabricação e nos rendimentos.In addition, the processes were designed to produce small volumes of products with high added commercial value, with less emphasis on manufacturing cost and yields.

É conhecido que o ácido láctico sofre uma reação de condensação para formar o ácido poliláctico através de uma desidratação. Dorough reconheceu e divulgou na Patente US 1.995.970, que o ácido poliláctico rePetição 870180032446, de 20/04/2018, pág. 8/15 sultante é limitado a um polímero de baixo peso molecular de valor limitado, baseado em suas propriedades físicas, devido a uma reação de polimerização competitiva em que é gerado o dímero cíclico do ácido láctico, lactídio. Conforme a cadeia de ácido polilático se alonga, a taxa de reação de polime5 rização desacelera até que ela atinge a taxa da reação de polimerização, que efetivamente, limita o peso molecular dos polímeros de policondensação resultantes.It is known that lactic acid undergoes a condensation reaction to form polylactic acid through dehydration. Dorough recognized and disclosed in US Patent 1,995,970, that polylactic acid repeats 870180032446, of 4/20/2018, p. 8/15 The result is limited to a low molecular weight polymer of limited value, based on its physical properties, due to a competitive polymerization reaction in which the cyclic dimer of lactic acid, lactide, is generated. As the polylactic acid chain lengthens, the polymerization reaction rate slows down until it reaches the polymerization reaction rate, which effectively limits the molecular weight of the resulting polycondensation polymers.

Desse modo, na maioria das publicações, nos processos para a produção do ácido poliláctico é descrito que primeiro é preparado um pré10 polímero do ácido láctico, o dito pré-polímero sendo despolimerizado na presença de um catalisador para formar um lactídio bruto por uma reação de fechamento de anel, o dito lactídio bruto sendo posteriormente purificado e o lactídio sendo usado como material de partida para a preparação do ácido poliláctico pela polimerização por abertura de anel. Para o objetivo da pre15 sente descrição o termo ácido poliláctico e polilactídio é usado de modo alternável. É bem conhecido que o ácido láctico existe em duas formas que são enanciômeros óticos, indicados como ácido D-lático e ácido L-lático. O ácido D-lático, o ácido L-lático, ou as misturas dos mesmos podem ser polimerizadas para formar um peso molecular intermediário o ácido poliláctico que, depois da reação de fechamento de anel, gera lactídio tal como antes divulgado. Os lactídios (às vezes também referidos como dilactídios), ou o dímero cíclico do ácido láctico, podem possuir de uma três tipos de configurações esteroquímicas dependendo se é derivado de duas moléculas do ácido L-lático, ou duas moléculas do ácido D-lático ou uma molécula do ácidoThus, in most publications, in the processes for the production of polylactic acid it is described that first a prepolymer of lactic acid is prepared, said prepolymer being depolymerized in the presence of a catalyst to form a crude lactide by a reaction of ring closure, said crude lactide being subsequently purified and the lactide being used as starting material for the preparation of polylactic acid by ring opening polymerization. For the purpose of this description the term polylactic acid and polylactide is used interchangeably. It is well known that lactic acid exists in two forms which are optical enanciomers, indicated as D-lactic acid and L-lactic acid. D-lactic acid, L-lactic acid, or mixtures thereof can be polymerized to form an intermediate molecular weight to polylactic acid which, after the ring closure reaction, generates lactide as previously disclosed. Lactides (sometimes also referred to as dilactides), or the cyclic dimer of lactic acid, can have one of three types of stereochemical configurations depending on whether it is derived from two molecules of L-lactic acid, or two molecules of D-lactic acid or an acid molecule

L-lático e uma molécula do ácido D-lático. Esses três dímeros são designados como L-lactídio, D-lactídio e meso-lactídio, respectivamente. Além disso, uma mistura 50/50 de L-lactídio e D-lactídio com um ponto de fusão de aproximadamente 126 °C é muitas vezes referida a na literatura como D,Llactídio. A atividade ótica do ácido láctico ou do lactídio é conhecida por se alterar sob certas condições, com uma tendência para o equilíbrio na inatividade ótica, onde estão presentes quantidades iguais dos enanciômeros D e L. Conhece-se que concentrações relativas de enanciômeros D e L nos ma3 teriais iniciais, a presença de impureza ou catalisadores, temperaturas variadas, tempos de residência e pressões afetam a taxa de tal racemização. A pureza ótica do ácido láctico, ou do lactídio, é decisiva para a estereoquímica do ácido poliláctico obtido a partir da polimerização por abertura do anel do lactídio. Em relação ao ácido polilático, a estereoquímica e o peso molecular são os parâmetros-chave para qualidade do polímero.L-lactic and a molecule of D-lactic acid. These three dimers are designated as L-lactide, D-lactide and meso-lactide, respectively. In addition, a 50/50 mixture of L-lactide and D-lactide with a melting point of approximately 126 ° C is often referred to in the literature as D, Llactide. The optical activity of lactic acid or lactide is known to change under certain conditions, with a tendency to balance in optical inactivity, where equal amounts of D and L enanciomers are present. It is known that relative concentrations of D and L enanciomers in initial materials, the presence of impurity or catalysts, varying temperatures, residence times and pressures affect the rate of such racemization. The optical purity of lactic acid, or lactide, is decisive for the stereochemistry of polylactic acid obtained from polymerization by opening the lactide ring. Regarding polylactic acid, stereochemistry and molecular weight are the key parameters for polymer quality.

Quando do preparo do ácido poliláctico para a indústria médica é usado muitas vezes o lactídio em forma de pó cristalino como o material de partida. Esses cristais, que estão comercialmente disponíveis há mais de 30 anos, são altamente higroscópicos e são empacotados sob inerte atmosfera em pacotes herméticos potegidos contra a umidade e guardados em freezer (temperatura abaixo de -12 °C). Será claro que estas precauções não podem ser tomadas quando o ácido poliláctico é usado para aplicações amplas porque resultaria em um produto demasiado caro.When preparing polylactic acid for the medical industry, lactide in crystalline powder form is often used as the starting material. These crystals, which have been commercially available for over 30 years, are highly hygroscopic and are packaged under an inert atmosphere in hermetic packages protected against moisture and kept in a freezer (temperature below -12 ° C). It will be clear that these precautions cannot be taken when polylactic acid is used for wide applications because it would result in a product that is too expensive.

Em publicações decrevendo os processos para a preparação do ácido poliláctico para aplicações amplas, os lactídio formados e purificados são diretamente alimentados na sua forma de líquido fundido em um reator de polimerização para formar o polilactídio. Ver por exemplo as Patentes EP 0.623.153 e EU 6.875.839. Pela conversão direta do lactídio recentemente preparado no ácido poliláctico, os efeitos negativos da instabilidade relativa do lactídio podem ser controlados minimizando o tempo de residência do lactídio no reator. Entretanto, esse processo necessita que a produção do lactídio e a produção do ácido polilático sejam combinadas, isso torna o processo bastante inflexível e cria uma barreira de entrada a novos produtores de ácido poliláctico, porque existe a necessita de grandes investimentos em equipamentos. Em segundo lugar, como a qualidade do lactídio é decisiva para o peso molecular e a estereoquímica que podem ser obtidas no ácido poliláctico e o processo de fechamento do anel e de purificação necessitam de um controle estrito de temperatura, da pressão e do tempo de residência, essa é também a parte mais delicada do processo de produção de ácido poliláctico. O risco de fracasso nesta parte do processo alarga ainda mais a barreira para a entrada de novos produtores. Se novos produtores de ácido poliláctico para aplicações amplas puderem ser simplesmente abastecidos de lactídio estável, de alta qualidade, essa carga de custos seria retirada deles e a substituição dos polímeros de base petroquímica por copolímeros a base de ácido láctico poderia realmente acontecer. Foi sugerido transpor5 tar o lactídio na sua forma fundida (os pontos de fusão do D-lactídio e do Llactídio são 97°C). Juntamente com o fato de que esse tipo do transporte é caro, o transporte e o armazenamento do lactídio no estado fundido também são prejudiciais para a qualidade do lactídio porque a racemização, a hidrólise e as reações de polimerização são aceleradas nessas temperaturas. O mesmo problema ocorre no processo de conversão direta quando o tempo de residência do lactídio não é precisamente controlado.In publications describing the processes for the preparation of polylactic acid for wide applications, the formed and purified lactides are fed directly in their molten liquid form in a polymerization reactor to form the polylactide. See for example EP Patents 0.623.153 and EU 6.875.839. By directly converting the newly prepared lactide to polylactic acid, the negative effects of the relative instability of the lactide can be controlled by minimizing the residence time of the lactide in the reactor. However, this process requires the production of lactide and the production of polylactic acid to be combined, this makes the process quite inflexible and creates an entry barrier for new producers of polylactic acid, because there is a need for large investments in equipment. Second, as the quality of lactide is decisive for the molecular weight and stereochemistry that can be obtained in polylactic acid and the process of closing the ring and purifying requires strict control of temperature, pressure and residence time , this is also the most delicate part of the polylactic acid production process. The risk of failure in this part of the process further widens the barrier for new producers to enter. If new producers of polylactic acid for wide applications could simply be supplied with stable, high-quality lactide, that cost burden would be removed from them and the replacement of petrochemical-based polymers with lactic acid-based copolymers could really happen. It has been suggested to transpose the lactide in its molten form (the melting points of D-lactide and Llactide are 97 ° C). Along with the fact that this type of transport is expensive, the transport and storage of lactide in the molten state are also detrimental to the quality of the lactide because racemization, hydrolysis and polymerization reactions are accelerated at these temperatures. The same problem occurs in the process of direct conversion when the residence time of the lactide is not precisely controlled.

Para esse fim, a presente invenção está direcionada a um método para a produção de partículas estáveis de lactídio, de alta qualidade, o dito método compreendendo submeter o lactídio fundido a um processo de floculação que eficazmente transforma o líquido lactídio fundido em um sólido grosso granulado. Encontrou-se que as partículas de lactídio, também referidas como os flocos, produzidas via o processo de floculação de acordo com a presente invenção são bastante estáveis, em termos de quimicamente estáveis contra a ocorrência de racemização, oxidação e hidrólise, para armazenamento e transporte na temperatura ambiente e podem ser prontamente usadas como material de partida para a produção do ácido poliláctico para aplicações amplas. As partículas estáveis do lactídio tem o significado de que quando armazenadas as partículas do lactídio possuindo um teor de ácido livre inicial de no máximo 5 meq/kg a 20 graus Celcius no ar, o teor de ácido livre ainda estará abaixo de 2.000 depois de 10 semanas do armazenamento.To that end, the present invention is directed to a method for the production of stable, high-quality lactide particles, said method comprising subjecting the molten lactide to a flocculation process that effectively transforms the molten lactide liquid into a coarse granulated solid. . It has been found that lactide particles, also referred to as flakes, produced via the flocculation process according to the present invention are quite stable, in terms of chemically stable against the occurrence of racemization, oxidation and hydrolysis, for storage and transportation at room temperature and can be readily used as a starting material for the production of polylactic acid for wide applications. Stable lactide particles have the meaning that when stored lactide particles having an initial free acid content of a maximum of 5 meq / kg at 20 degrees Celcius in the air, the free acid content will still be below 2,000 after 10 weeks of storage.

Além disso, é encontrado que o método de floculação ou o processo de acordo com a presente invenção são um método rápido, barato e surpreendentemente eficiente para a produção de partículas estáveis de lac30 tídio. Conhece-se que o pó criatalino de lactídio usado na indústria médica é produzido via a cristalização em solvente sendo, desse modo, pode ser atingida uma técnica com a alta pureza química que é necessária para as apli5 cações médicas. A cristalização em solvente é entretanto um processo muito caro, não ambientalmente amigável e complexo devido aos solventes que são usados. O processo de floculação de acordo com a presente invenção não tem essas desvantagens.In addition, it is found that the flocculation method or process according to the present invention is a fast, inexpensive and surprisingly efficient method for the production of stable particles of lactide. It is known that the lactide creatine powder used in the medical industry is produced via solvent crystallization and, thus, a technique with the high chemical purity that is necessary for medical applications can be achieved. However, solvent crystallization is a very expensive process, not environmentally friendly and complex due to the solvents that are used. The flocculation process according to the present invention does not have these disadvantages.

O presente processo de floculação também não inclui longos tempos de processamento e as demoradas etapas adicionais de secagem como é o caso, por exemplo, quando um processo de solificação de gotas de material fundido caindo em contracorrente com um fluxo de ar ascendente é usado para produzir partículas de lactídio. E também, os problemas, tais como racemização, hidrólise e oxidação são evitados utilizando o processo de floculação de acordo com a presente invenção, que desse modo, resulta em partículas de lactídio de alta qualidade, significativamente mais elevada do que, por exemplo, as partículas de lactídio feitas via solificação de gotas de material fundido caindo em contracorrente com um fluxo de ar ascenden15 te.The present flocculation process also does not include long processing times and the additional time-consuming drying steps as is the case, for example, when a melt process of melting droplets falling countercurrent with an upward air flow is used to produce lactide particles. Also, problems such as racemization, hydrolysis and oxidation are avoided using the flocculation process according to the present invention, which in this way results in high quality lactide particles, significantly higher than, for example, the lactide particles made via melt drops melt falling countercurrent with an upward air flow.

Com o processo de floculação de acordo com a presente invenção, por exemplo, pode ser obtida uma taxa de produção, dependendo da temperatura do esfriamento e da velocidade de rotação do tambor, que foi, no mínimo, de duas a três vezes mais alta em comparação com um proces20 so alternativo usado para produção de pastilhas de lactídio.With the flocculation process according to the present invention, for example, a production rate can be obtained, depending on the cooling temperature and the speed of rotation of the drum, which was at least two to three times higher in compared to an alternative process used to produce lactide tablets.

Além disso, os flocos de lactídio resultantes exibem propriedades favoráveis que os fazem muito adequados a um processamento adicional. Encontrou-se, por exemplo, que os flocos do lactídio da presente invenção podem ser processados de modo relativamente rápido e fácil em uma etapa subsequente adicional de fusão levando a curtos tempos de residência nessa etapa de fusão. Esses curtos tempos de residência oferecem a vantagem de que o risco da ocorrência de reações secundárias, levando, por exemplo, à formação de ácido láctico, de ácido lactoil lático e de água, é significativamente reduzido e assim a pureza da alta qualidade do lactídio é con30 servada. Em combinação com os curtos tempos de residência necessários, a temperatura do processo de fusão pode ser baixada, o que também é positivo, pois as reações secundárias supracitadas ocorrerão com menor proba6 bilidade. Além disso, as partículas de lactídio produzidas através do presente processo de floculação são de fácil dispersão e assim uma menor solicitação mecânica é necessária para o dito processamento de homogenização. Isso também reduz o risco da ocorrência de quaisquer reações secundárias.In addition, the resulting lactide flakes exhibit favorable properties that make them very suitable for further processing. It has been found, for example, that the lactide flakes of the present invention can be processed relatively quickly and easily in an additional subsequent melting step leading to short residence times in that melting step. These short residence times offer the advantage that the risk of secondary reactions occurring, leading, for example, to the formation of lactic acid, lactic acid and water, is significantly reduced and thus the purity of the high quality of lactide is reduced. served. In combination with the short required residence times, the temperature of the fusion process can be lowered, which is also positive, as the aforementioned side reactions will occur with less probability. In addition, the lactide particles produced through the present flocculation process are easily dispersed and thus less mechanical stress is required for said homogenization processing. This also reduces the risk of any side reactions occurring.

Os lactídio usados no processo de floculação de acordo com a presente invenção estão na forma fundida, significando que todo o lactídio na entrada do processo de solidificação está em uma temperatura acima o ponto de fusão do lactídio. O processo de floculação com uma temperatura mais baixa do que o ponto de fusão do lactídio, permite ao lactídio fundido solidificar na dita superfície e a retirada do lactídio de aquela superfície. A dita superfície pode ser resfriada internamente ou externamente e isso pode ser produzido por vários meios conhecidoa da pessoa versada.The lactides used in the flocculation process according to the present invention are in the molten form, meaning that all lactide at the entrance to the solidification process is at a temperature above the melting point of the lactide. The flocculation process with a lower temperature than the melting point of the lactide, allows the molten lactide to solidify on said surface and the removal of lactide from that surface. Said surface can be cooled internally or externally and this can be produced by various means known to the skilled person.

Em uma modalidade preferida, o lactídio solidificado cai da superfície sob a influência da gravidade e ser assim é removido da superfície.In a preferred embodiment, the solidified lactide falls off the surface under the influence of gravity and is thus removed from the surface.

Em outra uma modalidade preferida da presente invenção, os lactídio solidificado na superfície entra em contato com um meio que retira ou raspa o lactídio solidificado da dita superfície para coleta do produto.In another preferred embodiment of the present invention, the surface-solidified lactide comes into contact with a medium that removes or scrapes the solidified lactide from said surface to collect the product.

O equipamento usado para o processo de floculação, ou pelo menos aquelas partes que entrarão em contato com o lactídio, são preferi20 velmente fabricadas de material resistente à corrosão, tal como aço inoxidável. Além disso, para evitar a absorção de água das partículas de lactídio, o processo de floculação é preferivelmente conduzida sob gás inerte ou atmosfera seca tal como sob nitrogênio ou ar seco.The equipment used for the flocculation process, or at least those parts that will come into contact with the lactide, are preferably made of corrosion resistant material, such as stainless steel. In addition, to prevent water absorption from the lactide particles, the flocculation process is preferably conducted under an inert gas or dry atmosphere such as under nitrogen or dry air.

O processo de floculação de acordo com a presente invenção pode ser realizado com o equipamento convencional de tambor de floculação usado nos vários processos térmicos nas indústrias química e de alimento. Com o dito tambor de floculação, o lactídio fundido se solidifica na superfície do tambor, e depois é removido da dita superfície por meio da gravidade ou por meio de algum tipo de dispositivo de raspagem.The flocculation process according to the present invention can be carried out with conventional flocculation drum equipment used in the various thermal processes in the chemical and food industries. With said flocculation drum, the molten lactide solidifies on the surface of the drum, and then is removed from said surface by gravity or by some type of scraping device.

São possíveis vários tipos de tambor de floculação. Alguns exemplos aqui são os tambores de floculação rotativos em que o tambor rotativo passa através de um lactídio fundido em uma panela de mergulho em7 baixo do tambor, ou em que o lactídio fundido é estendido por cima do tambor rotativo por meio de, por exemplo, um rolo aplicador de superior. É naturalmente também possível aplicar o lactídio fundido no dito tambor de rotação por outros meios bem conhecidos da pessoa versada na técnica.Various types of flocculation drum are possible. Some examples here are rotating flocculation drums where the rotating drum passes through a molten lactide in a dip pan under the drum, or where the molten lactide is extended over the rotating drum by, for example, a top applicator roller. It is of course also possible to apply the fused lactide to said rotating drum by other means well known to the person skilled in the art.

Um exemplo pode ser borrifar ou gotejar do lactídio fundido sobre a superfície do tambor.An example may be to spray or drip the molten lactide onto the drum surface.

Outro exemplo de um meio apropriado para uso no processo de floculação são a floculação em correia. Aqui o lactídio fundido pode ser aplicado sobre uma correia resfriada e móvel em vez de um tambor rotativo. O lactídio solidifica e depois disso é removido por meio da gravidade ou por meio de algum tipo do dispositivo de raspagem.Another example of a suitable medium for use in the flocculation process is belt flocculation. Here, the molten lactide can be applied on a cooled and mobile belt instead of a rotating drum. The lactide solidifies and after that it is removed by gravity or by some kind of scraping device.

Opcionalmente uma etapa de peneiramento pode ser realizada depois do processo de floculação para evitar a formação de pó durante o transporte e durante um processamento adicional para formar o polilactídio.Optionally, a screening step can be carried out after the flocculation process to prevent dust formation during transport and during further processing to form the polylactide.

As partículas estáveis do lactídio podem ser formadas possuindo diferentes áreas superficiais por unidade de volume. As partículas podem ser obtidas com uma área superficial por unidade de volume entre 1.000 e 3.000 m¹ mas também até 10.000 m'¹. Foi encontrado que partículas de lactídio possuindo uma área superficial por unidade de volume de 3.000 a 10.000 m' ¹ mostrou uma estabilidade química mais ideal para transporte e armazenamento e para uma etapa de processamento adicional de fusão ou outras etapas de processamento.Stable lactide particles can be formed having different surface areas per unit volume. The particles can be obtained with a surface area per unit volume between 1,000 and 3,000 m ¹ but also up to 10,000 m ' ¹ . It was found that lactide particles having a surface area per unit volume from 3,000 to 10,000 m ' ¹ showed more ideal chemical stability for transport and storage and for an additional melting processing step or other processing steps.

Tal como acima mencionado, a pureza ótica do lactídio é muito importante para a estereoquímica do ácido poliláctico que é obtido. Desse modo, é preferido que o lactídio presente nas partículas de acordo com a invenção contenham mais do que 95 % em peso de D-lactídio ou L-lactídio, preferivelmente mais do que 98,5 % em peso de D-lactídio ou L-lactídio, mais preferivelmente mais do que 99,5 % em peso de D-lactídio ou Llactídio.As mentioned above, the optical purity of lactide is very important for the stereochemistry of the polylactic acid that is obtained. Thus, it is preferred that the lactide present in the particles according to the invention contain more than 95% by weight of D-lactide or L-lactide, preferably more than 98.5% by weight of D-lactide or L- lactide, more preferably more than 99.5% by weight of D-lactide or Llactide.

O teor de água do lactídio é também um fator importante para a estabilidade das partículas de lactídio.The water content of lactide is also an important factor for the stability of lactide particles.

A contaminação por água ao final hidroliza o lactídio ao ácido láctico, Foi encontrado que se o teor de água estiver abaixo de 200 ppm, a estabilidade das partículas de lactídio, quando armazenado na temperatura ambiente em pacotes herméticos e à prova de vapor, é assegurada por vários meses. Preferivelmente, o teor de água está abaixo de 100 ppm porque esse teor aumenta mais a estabilidade e assim vida de armazenagem do lactídio. O teor de água do lactídio pode ser medido por meio de uma titulação de Karl-Fisher tal como será reconhecido pelo técnico.Water contamination at the end hydrolyzes the lactide to lactic acid. It has been found that if the water content is below 200 ppm, the stability of the lactide particles, when stored at room temperature in hermetic and vapor proof packages, is ensured for several months. Preferably, the water content is below 100 ppm because that content further increases the stability and thus storage life of the lactide. The water content of the lactide can be measured by means of a Karl-Fisher titration as will be recognized by the technician.

Também o teor de ácido livre do lactídio (ácido láctico ou ácido lactoil láctico) é importante para a estabilidade e a qualidade do lactídio. A presença do ácido láctico e ou do ácido lactoil láctico no monômero de lactídio resultará em taxas reduzidas de polimerização na produção adicional de ácido poliláctico e em polímeros do ácido poliláctico de peso molecular limitado. Se o teor de ácido livre está abaixo de 50 miliequivalentes por quilograma de lactídio (meq.kg'¹) a estabilidade das partículas do lactídio quando armazenado na temperatura ambiente em pacotes herméticos e à prova do vapor é assegurada para vários meses. Preferivelmente, o teor ácido está abaixo de 20 meq.kg'¹ porque isso também aumenta a estabilidade do lactídio. Mais preferivelmente o teor ácido está entre 0 e 10 meq.kg'¹ e mais preferivelmente, o teor ácido livre é menor do que 5 meq.kg'¹. O teor de ácido livre pode ser medido por meio da titulação usando, por exemplo, metilato de sódio ou metilato de potássio em metanol sem água, como será evidente para o técnico. O lactídio usado como material de partida para o processo de conformação pode ter sido preparado por qualquer processo convencional de lactídio, tal como a remoção de água de uma solução de ácido lático ou a reação de condensação de ésteres de lactato, seguidos por uma reação de fechamento de anel em um reator de lactídio com a ajuda de um catalisador. Opcionalmente o lactídio bruto é também purificado por, por exemplo, destilação e/ou cristalização antes do processo de conformação.Also, the free acid content of lactide (lactic acid or lactic acid) is important for the stability and quality of lactide. The presence of lactic acid and / or lactic acid in the lactide monomer will result in reduced rates of polymerization in the additional production of polylactic acid and in polylactic acid polymers of limited molecular weight. If the free acid content is below 50 milliequivalents per kilogram of lactide (meq.kg ' ¹ ) the stability of the lactide particles when stored at room temperature in airtight and vapor proof packages is ensured for several months. Preferably, the acid content is below 20 meq.kg ' ¹ because this also increases the stability of the lactide. More preferably, the acid content is between 0 and 10 meq.kg ' ¹ and more preferably, the free acid content is less than 5 meq.kg' ¹ . The free acid content can be measured by titration using, for example, sodium methylate or potassium methylate in methanol without water, as will be apparent to the technician. The lactide used as a starting material for the forming process may have been prepared by any conventional lactide process, such as removing water from a lactic acid solution or the condensate reaction of lactate esters, followed by a reaction of ring closure in a lactide reactor with the help of a catalyst. Optionally, the crude lactide is also purified by, for example, distillation and / or crystallization before the forming process.

O reator de lactídio pode ser de qualquer tipo adequado que te30 nha sido projetado para aquecimento de materiais sensíveis. Um reator que pode manter uma espessura de filme uniforme, tal como um filme cadente ou um evaporador de filme fino agitado é o mais preferido, porque a forma9 ção de filme aumenta a taxa da transferência de massa. Quando a taxa da transferência de massa é aumentada, o lactídio pode se formar rapidamente e vaporizar-se e conforme o lactídio se vaporiza, mais lactídio é produzido conforme ditado pela reação de equilíbrio ácido polilático/lactídio. Opcional5 mente esses reatores de lactídio funcionam sob pressão reduzida tal como entre aproximadamente 1 mmHg e 100 mmHg. A temperatura da formação de lactídio é mantida entre 150 °C e 250 °C. Muitos catalisadores adequados são conhecidos, tais como óxidos metálicos, haletos metálicos, pó metálico, argila aniônica e os compostos organometálicos derivados de ácidos carbo10 xílicos ou assemelhados. Normalmente um catalisador de estanho (II) é usado para a formação de lactídio.The lactide reactor can be of any suitable type that has been designed for heating sensitive materials. A reactor that can maintain a uniform film thickness, such as a falling film or a stirred thin film evaporator is most preferred, because film formation increases the rate of mass transfer. When the rate of mass transfer is increased, lactide can form quickly and vaporize and as lactide vaporizes, more lactide is produced as dictated by the polylactic acid / lactide balance reaction. Optionally5 these lactide reactors operate under reduced pressure such as between approximately 1 mmHg and 100 mmHg. The temperature of the lactide formation is maintained between 150 ° C and 250 ° C. Many suitable catalysts are known, such as metal oxides, metal halides, metal powder, anionic clay and organometallic compounds derived from carbohydrates or the like. Usually a tin (II) catalyst is used for the formation of lactide.

Estabilizadores podem também ser acrescentados ao reator de lactídio para facilitar a formação de lactídio e desfavorecer as reações degenerativas de ácido láctico e de lactídio. Os estabilizadores, tais como antioxi15 dantes, produzidos ou de ocorrência natural, podem ser usadas para reduzir o número de reações de degradação que ocorrem durante o processo do ácido poliláctico e a produção de lactídio. Os estabilizadores podem também reduzir a taxa da formação de lactídio durante esse processo. Desse modo, a produção eficiente de lactídio necessita de um projeto de um reator ade20 quado para uma severidade térmica mínima e um equilíbrio adequado entre o catalisador e qualquer uso dos estabilizadores de processo.Stabilizers can also be added to the lactide reactor to facilitate the formation of lactide and disadvantage degenerative reactions of lactic acid and lactide. Stabilizers, such as anti-oxidants, produced or naturally occurring, can be used to reduce the number of degradation reactions that occur during the polylactic acid process and lactide production. Stabilizers can also reduce the rate of lactide formation during this process. Thus, the efficient production of lactide requires the design of a suitable reactor for minimum thermal severity and an appropriate balance between the catalyst and any use of process stabilizers.

Diversos estabilizadores podem ser usados. O agente de estabilização pode incluir antioxidantes primários e/ou antioxidantes secundários. Os antioxidantes primários são aqueles que inibem as reações de propaga25 ção de radicais livres, tais como e não limitados a bisfenóis de alquilideno, alquil fenóis, aminas aromáticas, composto nitro e nitroso aromáticos e quinonas. Para evitar a formação de radicais livres secundários (ou prevenir) os antioxidantes degradam o hidroperóxido. Alguns exemplos não-restritivos de antioxidantes secundários incluem: fosfitos, sulfito orgânico, tioéteres, ditio30 carbamatos e ditiofosfatos. Os antioxidantes incluem composto tais como fosfitos de trialquila, misturas de fosfitos de alquila/arila, fosfitos de arila alquilados, fosfitos de arila estericamente impedidos, fosfitos espirocíclicos alifáticos, fosfitos espirocíclicos estericamente impedidos, bifosfitos estericamente impedidos, hidroxifenil propionatos, hidroxibenzilas, bisphenóis alquilideno, alquil fenóis, aminas aromáticas, tioéteres, aminas impedidas, hidroquinonas e misturas dos mesmos. Preferivelmente, o composto contendo o fosfito, o composto fenólico impedido, ou outros compostos fenólicos são usados como antioxidantes estabilizantes do processo. Mais preferivelmente, é usado o composto contendo fosfito. A quantidade de estabilizador de processo usado pode variar dependendo da pureza ótica desejada do lactídio resultante, da quantidade e do tipo de catalisador usado e das condições dentro do reator de lactídio. Normalmente quantidades variando de 0,01 % a 0,3% em peso de estabilizador de processo podem ser utilizdas.Several stabilizers can be used. The stabilizing agent can include primary antioxidants and / or secondary antioxidants. Primary antioxidants are those that inhibit the propagation reactions of free radicals, such as and not limited to alkylidene bisphenols, alkyl phenols, aromatic amines, aromatic nitro and nitrous compounds and quinones. To prevent the formation of secondary free radicals (or prevent them) antioxidants degrade hydroperoxide. Some non-restrictive examples of secondary antioxidants include: phosphites, organic sulfite, thioethers, dithio30 carbamates and dithiophosphates. Antioxidants include compounds such as trialkyl phosphites, mixtures of alkyl / aryl phosphites, alkylated aryl phosphites, sterically hindered aryl phosphites, aliphatic spirocyclic phosphites, sterically hindered spirocyclic phosphites, sterically hindered bisphosphites, hydroxyphenyl propionates, hydroxyphenyls, hydroxyphenyls alkyl phenols, aromatic amines, thioethers, hindered amines, hydroquinones and mixtures thereof. Preferably, the compound containing the phosphite, the hindered phenolic compound, or other phenolic compounds are used as process stabilizing antioxidants. Most preferably, the phosphite-containing compound is used. The amount of process stabilizer used can vary depending on the desired optical purity of the resulting lactide, the amount and type of catalyst used and the conditions within the lactide reactor. Usually amounts ranging from 0.01% to 0.3% by weight of process stabilizer can be used.

Ao lado de estabilizadores também podem ser usados a agentes de desidratação ou agentes anti-hidrólise. Esses agentes de desidratação favorecem a formação de lactídio. Além disso, eles podem ser usados em uma etapa posterior do processo de produção para o ácido poliláctico bem como para prevenção de cisão de cadeia pela água. O composto baseado no peróxido pode ser usado com esta finalidade mas preferido são os compostos contendo a funcionalidade carbodiimida. O composto carbodiimida é um composto que tem um ou mais grupos carbodiimida em uma molécula e também inclui um composto policarbodiimida. Como um composto monocarbodiimida incluído nos compostos de carbodiimida, podem ser exemplificados dicicloexil carbodiimida, diisopropil carbodiimida, dimetil carbodiimida, diisobutil carbodiimida, dioctila carbodiimida, difenil carbodiimida, naftil carbodiimida, etc. Em particular, industrialmente, são usados compostos facil25 mente disponíveis, tal como dicicloexil carbodiimida, diisopropil carbodiimida ou produtos como Stabaxol® da Rheinchemie.Along with stabilizers, dehydrating agents or anti-hydrolysis agents can also be used. These dehydrating agents favor the formation of lactide. In addition, they can be used at a later stage in the production process for polylactic acid as well as for preventing chain cleavage by water. The peroxide-based compound can be used for this purpose but preferred are compounds containing carbodiimide functionality. The carbodiimide compound is a compound that has one or more carbodiimide groups in a molecule and also includes a polycarbodiimide compound. As a monocarbodiimide compound included in the carbodiimide compounds, dicyclohexyl carbodiimide, diisopropyl carbodiimide, dimethyl carbodiimide, diisobutyl carbodiimide, dioctyl carbodiimide, diphenyl carbodiimide, etc. In particular, industrially available compounds are used, such as dicyclohexyl carbodiimide, diisopropyl carbodiimide or products like Stabaxol® from Rheinchemie.

É também possível acrescentar os estabilizadores de processo e agentes de desidratação supracitados ao lactídio em uma etapa posterior, tal que por exemplo antes da etapa de floculação e/ou depois da etapa de flocu30 lação. Se os estabilizadores forem acrescentados ao lactídio depois da floculação, os estabilizadores podem ser borrifados ou revestidos sobre os flocos de lactídio.It is also possible to add the aforementioned process stabilizers and dehydrating agents to the lactide at a later stage, such as for example before the flocculation stage and / or after the flocculation stage. If stabilizers are added to the lactide after flocculation, the stabilizers can be sprayed or coated over the lactide flakes.

Temos também encontrado que a presença dos estabilizadores de processo e agentes de desidratação supracitados também aumenta a estabilidade das partículas do lactídio durante o armazenamento.We have also found that the presence of the aforementioned process stabilizers and dehydration agents also increases the stability of the lactide particles during storage.

É naturalmente desejado ter tão pouco quanto material possível, 5 a presença tais materiais como estabilizadores de processo e agentes de desidratação nas partículas do lactídio diferente de lactídio. Desse modo, a partícula de lactídio normalmente compreende mais do que 95 % em peso lactídio, preferivelmente mais do que 98,5% em peso lactídio, mais preferivelmente mais do que 99,5% em peso.It is naturally desired to have as little material as possible, 5 the presence of such materials as process stabilizers and dehydrating agents in particles of lactide other than lactide. Thus, the lactide particle normally comprises more than 95% by weight lactide, preferably more than 98.5% by weight lactide, more preferably more than 99.5% by weight.

Dependendo do método de preparação e/ou de purificação do lactídio, o processo de floculação de acordo com a presente invenção pode ser combinado com a preparação e/ou purificação, ou não. Por exemplo, se o lactídio é obtido de uma destilação, faz sentido ligar diretamente a máquina de floculação à coluna de destilação porque os lactídio já estão na sua forma fundida. Também, se a etapa final de purificação do lactídio compreender a cristalização por fusão, uma máquina de floculação pode ser diretamente ligado ao cristalizador de fusão.Depending on the method of preparation and / or purification of the lactide, the flocculation process according to the present invention can be combined with the preparation and / or purification, or not. For example, if lactide is obtained from a distillation, it makes sense to directly connect the flocculation machine to the distillation column because the lactides are already in their molten form. Also, if the final lactide purification step comprises melt crystallization, a flocculation machine can be directly connected to the melt crystallizer.

A invenção é também ilustrada por meio do seguinte exemplo não restritivo.The invention is also illustrated by means of the following non-restrictive example.

EXEMPLO 1.EXAMPLE 1.

Floculação de L-lactídio utilizando de um tambor de rotação em escala de laboratório.Flocculation of L-lactide using a laboratory scale rotation drum.

L-lactídio fresco, por exemplo, o Purac® {<5 meq/Kg de ácido láctico livre) foi fundido utilizando um vaso agitado, aquecido por óleo. Poste25 riormente, o líquido com uma temperatura de entre 105 °C e 120 °C foi introduzido durante a floculação na panela de mergulho embaixo de um floculador de tambor rotativo possuindo uma área superficial de 0,75 m². O lactídio líquido foi dosado em uma taxa em que o nível do líquido permaneceu constante na panela de mergulho. Devido ao resfriamento interno do tambor, o lactídio solidificou na superfície de tambor. A água de resfriamento do tambor rotativo foi mantida em uma temperatura entre 10 °C e 35 °C e a velocidade de rotação foi mantida entre 5 e 15 rpm. Além disso, a profundidade de mergulho do tambor no lactídio fundido foi variada e o teste é feito em uma profundidade de mergulho entre 20 mm e 50 mm. Os flocos produzidos possuíram uma altura média de entre 0,3 e 0,7 mm, uma largura de 1 a 3 mm e um comprimento de 3 a 10 mm. A área superficial por unidade do volume variou entre 4.000 e 1.0000 m'¹. A densidade volumétrica ficou entre 500 e 600 kg/m³.Fresh L-lactide, for example, Purac® (<5 meq / kg of free lactic acid) was melted using a stirred vessel, heated by oil. Afterwards, the liquid with a temperature of between 105 ° C and 120 ° C was introduced during flocculation into the dip pan under a rotating drum flocculator having a surface area of 0.75 m ² . The liquid lactide was dosed at a rate at which the liquid level remained constant in the dip pan. Due to the internal cooling of the drum, the lactide solidified on the drum surface. The cooling water of the rotating drum was maintained at a temperature between 10 ° C and 35 ° C and the rotation speed was maintained between 5 and 15 rpm. In addition, the diving depth of the drum in the molten lactide has been varied and the test is done at a diving depth between 20 mm and 50 mm. The flakes produced had an average height of between 0.3 and 0.7 mm, a width of 1 to 3 mm and a length of 3 to 10 mm. The surface area per unit of the volume varied between 4,000 and 1,000 m ' ¹ . The volumetric density was between 500 and 600 kg / m ³ .

Claims

1. Method for the production of stable lactide particles, characterized by the fact that it comprises the following steps:

contacting a continuous flow of molten lactide with a surface having a temperature below the melting point of the lactide;

allowing the molten lactide to solidify on said surface; and subsequently removing the solid lactide as lactide particles from that surface.

10

2. Method according to claim 1, characterized by the fact that said surface is cooled by external or internal means.

Method according to claim 1 or 2, characterized by the fact that said removal is done by contacting the surface with the solidified lactide with a scraping device.

15

4. Method according to claim 1 or 2, characterized by the fact that said removal occurs by the fall of lactide from the surface under the influence of gravity.

Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is carried out with a drum flocculator or

20 belt flocculator.

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that it is carried out in an equipment, in which at least those parts of it that are in contact with the lactide, are manufactured from corrosion resistant material .

25

Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is conducted under an inert gas or dry atmosphere.

Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the obtained lactide particles are sieved.

30

Method according to any one of claims 1 to 8, characterized by the fact that the lactide particles obtained have a surface area per unit volume of 1,000 to 10,000 m ^-1 , in which the term

Petition 870180032446, of 04/20/2018, p. 9/15 “stable” means the particles have an initial free acid content of a maximum of 5 meq / kg at 20 ° C in the air and, after 10 weeks of storage, the free acid content will still be below 2,000 meq / kg .

A method according to any one of claims 1 to

5 9, characterized by the fact that the lactide particles comprise more than 95% by weight of lactide, preferably more than 98.5% by weight of lactide, more preferably more than 99.5% by weight of lactide

11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the lactide present in the lactide particles

10 comprises more than 95% by weight of D-lactide, preferably more than 98.5% by weight of D-lactide, more preferably more than 99.5% by weight of D-lactide.

12. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the lactide present in the lactide particles

15 comprises more than 95% by weight of L-lactide, preferably more than 98.5% by weight of L-lactide, more preferably more than 99.5% by weight of L-lactide.

13. Method according to any one of claims 1 to

12, characterized by the fact that the lactide particles have a

20 of water less than 200 ppm, preferably less than 100 ppm and more preferably less than 50 ppm.

14. Method according to any one of claims 1 to

13, characterized by the fact that lactide particles have a free lactic acid content of less than 50 milliequivalents per kilogram of lactide

25 (meq.kg ^-1 ), preferably less than 20 meq.kg ^-1 and more preferably between 0 and 10 meq.kg ^-1 .

15. Use of lactide particles obtainable by a method, as defined in any of claims 1 to 14, characterized in that it is as a starting material for the production of polylactic acid.

Petition 870180032446, of 04/20/2018, p. 10/15